hormonas y genes

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Hormonas y genes
Roberto Lagunes Torres
La información en los organismos terrestres se encuentra 
 codificada en grandes moléculas complejas que tienen 
millones de años de existencia en nuestro planeta, es-
tas moléculas son conocidas como ácidos nucleicos: 
desoxirribonucleico (DNA) y ribonucleico (RNA).
Existen razones de tipo científico para creer que la 
vida en nuestro planeta comenzó con lo que se conoce 
en la actualidad como un sistema unicelular, forma pre-
dominante de vida en la tierra.
En comparación con las civilizaciones humanas en 
la Tierra, las células tienen mayor antigüedad. Se estima 
que las primeras células en nuestro planeta se originaron 
hace cuatro mil millones de años.
Se sabe también con certeza que los elementos quí-
micos que constituyen a las células no difieren, en cuanto 
a calidad, con los elementos químicos existentes en nues-
tro planeta. En la actualidad, gracias a los programas de 
exploración espacial a la Luna, Marte y Venus, así como 
a los estudios de espectrofotometría de galaxias y otros 
cuerpos celestes, se tiene el conocimiento de que no úni-
camente la mayoría de los elementos químicos que cono-
cemos abundan en el universo, sino que también un gran 
número de moléculas orgánicas, desde las más simples 
hasta otras de gran complejidad forman parte de los sis-
temas vivientes.
FUNCIONAMIENTO GENERAL 
DE LOS ORGANISMOS
Se estima que nuestro universo comenzó con una catas-
trófica gran explosión hace cerca de veinte mil millones 
de años. Conforme la energía de la explosión se fue dila-
tando y enfriando, se formaron las primeras subpartículas 
conocidas como quarks (aunque en la actualidad existe 
la teoría de que los quarks, a su vez, están formados por 
subpartículas denominadas cuerdas) y que éstas al unir-
se en proporciones y arreglos adecuados, dieron origen 
a partículas subatómicas como los electrones, protones 
y neutrones, los cuales más tarde se organizaron de ma-
nera compleja de acuerdo con las leyes de la mecánica 
cuántica para constituir los átomos que conocemos en la 
actualidad.
Si se analiza la estructura de un sistema viviente, ya 
sea unicelular o pluricelular, se encontrará que está cons-
tituido por los mismos elementos químicos que existen 
en el resto del universo y que sólo difiere de él en la 
proporción y la complejidad con la que están organiza-
dos estos átomos. Los sistemas vivientes terrestres tienen 
como base estructural y funcional la organización de sus 
átomos, en los cuales al reaccionar químicamente forman 
los compuestos llamados macromoléculas, de estos últi-
mos los más importantes son: proteínas, ácidos nucleicos, 
carbohidratos y lípidos. Estas moléculas, motivo de estu-
dio de las disciplinas conocidas como química orgánica y 
bioquímica, son la base de toda estructura celular y del 
flujo de energía que caracteriza a los sistemas vivientes.
Fenotipo y genoma
En terminología genética al aspecto morfológico y fun-
cional de un organismo vivo se le denomina fenotipo, al 
responsable del fenotipo de este organismo se le conoce, 
a su vez, como genotipo, término derivado de la genética 
Mendeliana. Al total de material genético de una célula 
se le denomina genoma.
Desde el año 2000 (siglo XXI) se conoce práctica-
mente en su totalidad el genoma humano; es decir, se 
conocen los veinticinco mil genes que constituyen la 
receta para fabricar a un ser humano completo. Los avan-
ces actuales en biología molecular han permitido al bió-
logo conocer (el médico es un biólogo de humanos) cada 
uno de sus genes, tanto aquellos que no presentan nin-
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guna alteración, como aquellos que, por presentar una 
mutación o cambio en la información, determinan la 
aparición de variaciones nocivas en el fenotipo humano 
o bien, cambios funcionales que le impiden adaptarse a 
las condiciones cambiantes del medioambiente. En tér-
minos médicos, estas variaciones se conocen como en-
fermedades, síndromes o padecimientos.
Matt Riddley establece en su obra Genoma que los 
genes no están en nuestro genoma para producir enfer-
medades, sino para originar la estructura y la función 
propia de cada organismo, dotándole de esta forma de 
todas las capacidades que necesita para vivir adecuada-
mente en un entorno que le es propio, así también, la 
expresión “vivir adecuadamente” significa que la planta, 
animal o ser unicelular tiene la capacidad de conseguir 
alimento, escapar de sus depredadores, construir civili-
zaciones y reproducirse en número y calidad adecuada 
para que la especie continúe en la faz del planeta y pueda 
evolucionar.
ORGANISMOS UNICELULARES 
Y PLURICELULARES
El genoma de los seres vivos está constituido por el DNA 
almacenado en los cromosomas de los núcleos y de las 
mitocondrias celulares. A pesar de que algunos virus po-
seen un genoma constituido por RNA, esta característica 
no está muy extendida en los sistemas vivientes, además, 
los virus más que seres vivos se asemejan más a elemen-
tos genéticos individuales como los cromosomas.
Cuando un organismo vivo es unicelular, debe in-
tegrar en un funcionamiento armónico el trabajo de sus 
estructuras y organelos, de modo tal que sus funciones 
vitales sean óptimas, precisas y oportunas. El universo 
molecular dentro de una célula es enorme, por lo que 
las moléculas, a fin de comunicarse y coordinarse en 
sus funciones, cuentan con otras moléculas especializadas 
en fungir como señales; esto es, las moléculas per se son 
un mensaje (portan información). El mensaje puede pro-
venir de la membrana de la célula, esta a su vez lo recibe 
del exterior y le indica que, de acuerdo a las condicio- 
nes del medio ambiente celular, debe hacer o dejar de 
hacer tal o cual función.
En un organismo integrado por múltiples células, el 
funcionamiento de ellas debe ser coordinado. Tomando 
en consideración que estos organismos tienen células 
especializadas en funciones diferentes (locomoción, ali-
mentación, reproducción), los organismos cuentan con 
sistemas de envío de mensajes entre células o grupos de 
células, de forma tal que las funciones de estos grupos se 
orientan a conseguir la función integrada del organismo.
Transmisión nerviosa de señales
En un organismo relativamente complejo existe un siste-
ma de señales entre las células mediante prolongaciones 
celulares, en ocasiones de gran tamaño, conocidas en con-
junto como nervios. Los nervios conducen la información 
mediante la propagación de una carga eléctrica (electro-
química) a varios de los grupos celulares con los cuales 
establecen conexiones. A través de este sistema, conoci-
do como sistema nervioso, el organismo puede integrar 
varios de sus aparatos de forma rápida; por ejemplo, el 
aparato o sistema osteomuscular, el cual si es activado de 
manera oportuna le permite al organismo adquirir mo-
tricidad, y de esta forma desplazarse en el medio que le 
rodea. El sistema nervioso y sus nervios tienen la capa- 
cidad de llevar información al interior del organismo a 
través de receptores que detectan los diferentes tipos de 
energía generados en el medio ambiente. Estos recepto-
res o sentidos llevan información acerca de las condicio-
nes en que se encuentra el entorno, esto permite a los 
organismos ajustar de forma rápida sus funciones y ase-
gurar su persistencia en un medio cambiante.
Transmisión química de señales
Un segundo sistema de transmisión de señales, el cual 
quizá evolucionó antes que el sistema nervioso, se basa 
en el envío a distancia de señales químicas. Estas señales 
consisten en sustancias producidas por células o grupos 
celulares y que, al difundir en el medio intercelular, lle-
gan hasta otras células que cuentan en sus membranascon estructuras, por lo general de naturaleza proteica, 
que sirven de receptores y que interpretan el mensaje 
químico enviado por otras células. Las moléculas señal 
que se unen con el receptor y que lo hacen con gran afi-
nidad y especificidad son conocidas como ligandos.
En aquellos organismos que cuentan con un sistema 
vascular y sangre, muchas de estas sustancias viajan a tra-
vés de este medio recorriendo grandes distancias hasta 
alcanzar a las células sobre las cuales actuarán y que se 
denominan células blanco. La acción de las señales sobre 
las células blanco consiste en desencadenar en su interior 
una serie de señales complejas que en ocasiones llegan 
hasta el propio programa genético activando o inacti-
vando genes con funciones específicas. A estas sustancias 
se les ha denominado hormonas y a los conglomerados 
celulares que las producen glándulas. A este sistema en 
conjunto se le conoce como sistema endocrino o endo-
crinológico.
En el sistema endocrino, todas las hormonas y sus 
receptores se encuentran perfectamente reguladas y ar-
monizadas a fin de coordinar de manera eficiente la mul-
titud de funciones y respuestas que el organismo debe 
efectuar para mantener su homeostasia. Las funciones 
metabólicas, digestivas, inmunológicas, reproductivas y 
de diferenciación celular, entre otras, que no requieren 
una respuesta inmediata, están regidas por el sistema en-
docrino.
Un ejemplo interesante del funcionamiento de la 
transmisión de la información mediante señales químicas, 
y que a la vez es posible que sea el ancestro de los siste-
mas endocrinos, es el que se observa en la ameba Dictyos-
telium díscoideum, organismo de vida libre que habita en 
los suelos húmedos; cuando las ameba se encuentran 
en un medio propicio comienza a secretar monofosfato 
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20  •  Endocrinología clínica de. . . (Capítulo 3)
de adenosina cíclico (cAMP) el cual difunde al medio 
húmedo. Cuando esta molécula alcanza otras amebas 
cercanas y estimula receptores específicos, las células se 
activan y, con movimientos ameboideos comienzan a di-
rigirse al individuo que los “llama” para formar finalmen-
te, un conglomerado celular. Este conglomerado celular 
se organiza al poco tiempo, de tal manera que presenta 
una estructura similar a la de un hongo con una porción 
basal, un tallo y, en la parte superior, una especie de som-
brero. Cada una de estas regiones se ocupa de funciones 
muy específicas: la base, de absorber agua y nutrientes, el 
tallo de conducirlas hasta la parte superior; la porción su-
perior comienza a madurar hasta formar lo que se deno-
mina un órgano frutal donde se originan células a manera 
de esporas las cuales se liberan cuando el órgano se rom-
pe. Cada una de estas esporas volverá a dar origen a una 
ameba de vida libre que repetirá el ciclo sólo cuando una 
de sus compañeras cercanas vuelva a sintetizar cAMP y 
éste difunda en el medio. Este es un ejemplo muy claro 
de cómo, con el uso de una señal química, una célula es 
capaz de reclutar a varias células cuando las condiciones 
del medio ambiente les imponen una función en equipo 
(figura 3-1).
De forma similar actúan las hormonas en un organis-
mo complejo como el organismo humano, la diferencia 
con respecto a estas amebas radica en que en el orga-
nismo humano, no sólo es una señal química puesta en 
funcionamiento, sino cientos de ellas que, como redes de 
interacciones químicas, organizan el funcionamiento ar-
mónico del organismo completo. Aunque durante el de-
sarrollo embriológico de los metazoarios se emplea una 
gran variedad de sustancias secretadas por grupos celula-
res y estas pueden actuar a distancia para reclutar a otras 
células y orientarlas a una diferenciación común para 
constituir un órgano, no se les llama hormonas y, en gene-
ral, no se consideran objeto de estudio de la endocrino-
logía. Estas sustancias reciben el nombre de mediadores 
químicos, varios de ellos tienen estructuras similares a las 
de hormonas clásicas como la insulina y la hormona del 
crecimiento a grado tal que se cree que los genes que las 
codifican evolucionaron de los mismos genes ancestrales.
A continuación se analizan las estructuras y mecanis-
mos responsables de la información necesaria tanto para 
construir y organizar un organismo, como para integrar 
sus funciones desde el nacimiento hasta el envejecimien-
to y muerte.
BIOLOGÍA CELULAR
La unidad básica para la estructuración y funcionamien-
to de los seres vivos es la célula. La célula constituye un 
sistema que dispone de los atributos propios de los siste-
mas vivientes y que se podría definir como un sistema de 
macromoléculas organizado en subsistemas complejos 
de estructuras discontinuas (organelos) (figura 3-2) que 
posee la capacidad de mantener la complejidad estruc-
tural, invertir energía que toma del entorno y dar origen 
a copias idénticas a sí misma. A pesar de que dentro de 
este sistema celular existen moléculas que se autoen-
samblan por razones fisicoquímicas (p. ej., lípidos de las 
membranas, subunidades de tubulina de y microtúbulos, 
entre otras), la mayoría de las estructuras celulares y sus 
funciones, incluyendo las reacciones bioquímicas que le 
permiten a la célula “extraer” la energía de los alimentos 
y que se conocen como metabolismo, están bajo la regu-
lación de los genes. La estructura y las funciones celulares 
del ser humano y por ende, las del organismo completo, 
A B
C D
A B
C D
Figura 3-1. Ciclo de Dyctiostelium discoideum. Dyctiostelium es una ameba de vida libre que, cuando está en un medio adecuado, alguno 
delos individuos comienza a producir monofosfato de adenosina (AMP) cíclico como se ve en A), esta sustancia al llegar a otras células hace 
el efecto quimiotáctico; B) las amebas se reclutan para formar un individuo multicelular; C) este individuo tendrá una porción basal, un tallo y 
una porción superior llamada cuerpo frutal; D) el cuerpo frutal al madurar revienta liberando esporas que al eclosionar liberarán nuevas amebas 
de vida libre.
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están codificadas en los 30 000 genes que se conocen en 
la actualidad y que constituyen nuestro genoma.
GENÉTICA MOLECULAR
Ácidos nucleicos y código genético
La genética molecular, de manera general, es la interpre-
tación a nivel molecular de los hallazgos que hizo Gregor 
Mendel en relación a los mecanismos de herencia de los 
caracteres.
Los ácidos nucleicos son las moléculas con mayor 
tamaño de las cuatro principales que constituyen a las 
células de los seres vivos. Por ejemplo, en el cromoso-
ma número 1 de la especie humana existe una molécu-
la de ácido desoxirribonucleico (DNA) de casi 20 cm 
de longitud y, si unimos las moléculas de DNA de los 
46 cromosomas de una célula humana (diploide), ob-
tenemos casi dos metros de DNA. Además de DNA, las 
células contienen otra molécula similar conocida como 
RNA o ácido ribonucleico fabricado por la célula a partir 
del DNA.
Cada vez existen más pruebas de que el RNA fue 
el primer ácido nucleico que existió en la Tierra y que, 
a partir de él, evolucionó el DNA, molécula más esta-
ble en cuanto a estructura, esta última característica la 
hace idónea para contener la información del programa 
genético de la mayoría de los seres vivos. Sólo algunos 
virus utilizan al RNA como depositario de su patrimonio 
genético.
Los ácidos nucleicos son polímeros constituidos por 
unidades monoméricas conocidas como nucleótidos. A 
su vez, los nucleótidos están constituidos por tres tipos 
de moléculas: un azúcar de cinco carbonos, en su forma 
cíclica o de anillo, que puede ser ribosa o desoxirribosa. 
Unida al azúcar en el carbono 1, una de cinco basesni-
trogenadas posibles (moléculas con estructura de anillos 
heterocíclicos): dos de ellas pertenecen a la familia de las 
bases púricas con dos anillos unidos denominadas Ade-
nina y Guanina y tres, que pertenecen a la familia de las 
pirimidinas con un solo anillo denominadas Citosina, Ti-
mina y Uracilo. Además del azúcar y la base que unidas 
constituyen un nucleósido, para que se considere nucleó-
tido, el complejo molecular lleva unido en el carbono 5 
uno o más grupos fosfato derivados del ácido fosfórico.
Cuando los nucleótidos contienen el azúcar ribosa 
constituyen ribonucleótidos, que al unirse formarán las 
moléculas de RNA; y son desoxirribonucleótidos cuan-
do en la estructura participa el azúcar desoxirribosa. Los 
desoxirribonucleótidos al unirse con enlaces de tipo és-
ter forman las cadenas de la molécula de DNA (figura 
3–3). El ribonucleótido de uracilo sólo se encuentra en el 
RNA (figura 3-4). La timina participa de forma exclusiva 
como base en un desoxirribonucleótido que forma parte 
del DNA (figura 3-5).
Regiones funcionales del DNA genómico
El programa genético del ser humano contenido en el 
DNA de los cromosomas está constituido por dos tipos de 
regiones funcionales en las moléculas de DNA. El DNA 
génico está compuesto por genes que codifican proteí-
nas o familias de proteínas que producen RNA mensaje-
ro (mRNA); genes que codifican RNA de transferencia 
(tRNA); y genes que codifican RNA ribosomal (rRNA). 
Estos RNA, al interactuar dentro de un organelo celular 
conocido como ribosoma, son los responsables de la sín-
tesis de los polipéptidos y proteínas. El otro tipo de DNA 
que constituye el programa, está estructurado en forma 
de secuencias a veces lejos de los genes y dispersas en el 
genoma pero, con características que le permiten regular 
las funciones de un gen. Estas secuencias sirven para que 
los mensajes que llegan a la célula desde el exterior o 
de su propio interior, activen o desactiven genes que la 
célula necesita en funcionamiento o bien, que detengan 
su funcionamiento en un momento preciso.
En nuestro genoma existe otro tipo de DNA, cons-
tituye casi 80% del total de éste y al cual no se le co-
nocen funciones específicas. Está formado por una serie 
de secuencias repetitivas en ocasiones en tándem (una a 
continuación de otra, p. ej., AGCTAGCTAGCTAGCT) 
y en ocasiones, aisladas. Sin embargo, a pesar de no tener 
una función aparente, este DNA repetitivo también se 
duplica cuando la célula duplica su genoma para dar ori-
gen a dos células hijas. En la actualidad en esta región del 
genoma (DNA repetitivo) se han encontrado secuencias 
muy interesantes que codifican pequeños RNA conoci-
dos como mini RNA (miRNA) con funciones tan impor-
tantes como la regulación del ciclo celular y la apoptosis.
meme
ff
gg vv
NN
rr
rr
ll
ueue
nunu
mm
mm
Figura 3-2. Célula epitelial (MDCK). Micrografía electrónica (200 000 
aumentos). N, núcleo; nu, nucleolo; me, membrana fundamental; r, 
retículo endoplasmático; ue, unión estrecha; g, aparato de Golgi; m, 
mitocondria; v, vacuola; l, lisosoma; f, filopodio. (Cortesía de Merce-
des Urban, Unidad de Microscopía Electrónica Laboratorio 55, De-
partamento de Biología Celular, CINVESTAV-IPN).
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22  •  Endocrinología clínica de. . . (Capítulo 3)
El modelo de la doble hélice del DNA
El DNA, descubierto por Miescher en 1886, fue carac-
terizado en cuanto a su estructura molecular por James
D. Watson, Francis C. Crick, Rosalind Franklin y Maurice 
Wilkins en 1953 quienes propusieron para su estructu-
ra lo que se conoce como el modelo de la doble hélice. 
El DNA es una molécula constituida por dos cadenas 
polinucleotídicas en las que los nucleótidos están uni-
dos por enlaces fosfodiéster entre los carbonos 5’ y 3’ 
de la desoxirribosa. Las cadenas son antiparalelas, esto 
significa que una está orientada en la dirección 5’ → 3” 
mientras que la otra en dirección 3’ → 5’, las bases nitro-
genadas están dirigidas en forma perpendicular al centro 
de la doble hélice y se unen por puentes de hidrógeno 
formando los pares adenina frente a timina y guanina 
frente a citosina. Entre el primer par de bases se forman 
dos puentes de hidrógeno y entre el segundo par se for-
man tres de estos puentes. La hélice gira hacia la derecha 
y ambas cadenas giran a su vez, en torno a un eje común, 
esto se conoce como hélice plectonémica. Es interesante 
señalar que las bases nitrogenadas, al ser moléculas cícli-
cas, presentan el fenómeno de resonancia electrónica (o, 
de forma más correcta, aromaticidad), esta característica 
les confiere la propiedad de tener avidez para la absor-
ción de luz ultravioleta; cuando la absorción de este tipo 
de energía rebasa la capacidad de reparación del DNA 
puede conducir a mutaciones.
Al observar la molécula se pueden observar en ella 
dos surcos, uno denominado surco mayor, donde se dis-
tinguen con facilidad las bases nitrogenadas y un surco 
menor, donde las bases son poco accesibles. Este detalle 
es de suma importancia, ya que las proteínas que regulan 
la actividad de los genes tienen acceso a la información 
de la secuencia de las bases nitrogenadas entrando en los 
surcos. Muchas proteínas reguladoras interactúan de ma-
nera física directa con las bases nitrogenadas.
Codificación de la información en el DNA
Desde hace años se conoce cómo se encuentra codifi-
cada la información en el DNA, en un inicio gracias a 
los trabajos de Francis Crick quien, al utilizar modelos 
matemáticos de mutaciones virales, dedujo casi 16 de las 
palabras del código genético. Años después, el grupo de 
Nirenberg y Severo Ochoa, sintetizando mRNA descifra-
ron el resto del código genético, encontrando 64 palabras 
en total (incluyendo las de F. Crick). Cada palabra del có-
digo genético está formada por tres letras representadas 
por tres de las cuatro posibles bases nitrogenadas (letras 
químicas). ATT, CCC y GTA, son ejemplos de tres pala-
bras del código, cada una con tres letras. En el lenguaje 
químico, las palabras del código genético representan o 
especifican a cada uno de los 20 aminoácidos que forman 
las proteínas de los organismos terrestres, esto significa 
que existen palabras de más en el código y que algunos 
G
G
G
G
C
C
C
A
A
A
A
A
A
A
A
C
C
C U
U
U
U
UU
U
U
U
U
G
U
Figura 3-3. Modelo de la doble hélice. Los listones laterales, representan las cadenas de azúcar y fosfato, las barras interiores marcadas con 
letras (A, C, G, T) representan a las bases nitrogenadas. Cada vuelta completa de la doble hélice contiene diez pares de bases nitrogenadas 
y mide 34 Å (3.4 nm) El ancho de la molécula es de 20 Å (2 nm). El giro de la hélice es a la derecha. Obsérvense los surcos mayor y menor.
Figura 3-4. Molécula de RNA. Aunque la molécula está plegada, 
la constituye una sola cadena de nucleótidos. Obsérvese la apari-
ción de una base nitrogenada distinta a las del DNA, es el uracilo 
(U) que está en lugar de timina (T). Otra característica distintiva es 
que el azúcar de los nucleótidos es ribosa y no desoxirribosa como 
en el DNA.
C
G
T
TT T
T
T
T
T
G
GGG
GG
G
G
GA A
AAA
A A
A AC
C
C
C
C
C
C
C
A Adenina
G Guanina
C Citosina
T Timina
Bases nitrogenadas
Surco mayor
Surco menor Esqueleto fosfatos azúcar
T
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aminoácidos estarían codificados por más de un triplete 
de bases nitrogenadas. Cada uno de los tripletes recibe el 
nombre de codón y, dentro de ellos, hay algunos que sir-
ven de signos de puntuación en el lenguaje genético, por 
ejemplo, el triplete AUG –que significa metionina– es el 
signo de inicio de todas las proteínas sintetizadas por los 
seresvivos, sean procariotas o eucariotas; el UAG es uno 
de los que sirven como punto final en la fabricación de 
una proteína. El código genético es universal e idéntico 
para la mayoría de los seres vivos. Una excepción inte-
resante es el código genético de la mitocondria donde 
algunos tripletes codifican aminoácidos distintos de los 
que codifican los tripletes del código universal.
Propiedades biológicas del DNA
El DNA presenta algunas propiedades conocidas como 
biológicas, estas propiedades le confieren su calidad de 
molécula portadora de información genética.
Duplicación
La propiedad que le confiere la capacidad de heredar la 
información que contiene es la duplicación. Ésta consiste 
en que a partir de una molécula de DNA, un conjunto 
de enzimas –entre las que destaca la DNA polimerasa– 
producen dos moléculas de DNA. Otras enzimas como 
la helicasa, desenredan y abren la doble hélice, poste-
riormente, utilizando la doble cadena como plantilla, la 
polimerasa acomoda los nucleótidos complementarios 
siguiendo la regla AT, CG, (regla de la complementarie-
dad de las bases nitrogenadas, descrita originalmente por 
Erwin Chargaff et al., en 1940).
Si en una hélice existe la secuencia ATCGTGC, la 
polimerasa le colocará al frente una secuencia TAGCA-
CG y, debido a que la otra hélice será TAGCACG, la 
polimerasa colocará al frente de esta la secuencia ATC-
GTGC, quedando de esta manera las dos hélices copia-
das (figura 3–6). La duplicación del material genético se 
lleva a cabo cuando la célula se va a duplicar (mitosis), o 
bien, cuando va a dar origen a células sexuales (meiosis) 
en la etapa conocida como fase S del ciclo celular. De 
esta forma, cada célula hija llevará una copia completa 
del genoma o la mitad de éste si es una célula sexual.
Transcripción
La segunda propiedad biológica importante es la trans-
cripción o copiado; gracias a esta propiedad, a partir de 
una de las hélices del DNA, la RNA polimerasa, otra en-
zima que actúa sobre el DNA, sintetizará una molécula 
de un ácido nucleico de una sola cadena de nucleótidos 
conocida como RNA. Los nucleótidos de esta molécula 
serán ribonucleótidos y en ella, además de la citosina, la 
guanina y la adenina, participará la base nitrogenada ura-
cilo en lugar de la timina del DNA.
El RNA puede ser de tres tipos: RNA mensajero, 
en el que se encuentra codificada la estructura primaria 
de una proteína completa; RNA ribosomal, que forma-
Figura 3-5. Representación de los pares de bases nitrogenadas A-T y C-G, se muestra la estructura química y los puentes de hidrógeno que 
se forman. Dos puentes en el par A-T y tres en el Par C-G.
T
GA
O
O
C
CH
H
H H H
HH
H
N
NN
O NN
N
N
N
N
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24  •  Endocrinología clínica de. . . (Capítulo 3)
rá parte de las subunidades del ribosoma, y el RNA de 
transferencia (tRNA), que tendrá como función llevar 
y adaptar cada uno de los 20 aminoácidos que forma-
rán las proteínas en el sitio del ribosoma donde éstas se 
están sintetizando; existe un tRNA para cada uno de los 
20 aminoácidos. El tRNA, visto de manera general, tie-
ne una estructura que recuerda a un trébol de cuatro 
hojas y en una de estas hojas llevará un triplete con las 
bases complementarias de los codones del mRNA, este 
triplete se conoce como anticodón. Por ejemplo, si en 
Moléculas hijas
Molécula
madre
A
TTAG
CCGAACG 
AT
C
G
G
CT
T 
TA
G
C
C
G
AG
 TGGCTAAT
 
GTA
A 
T A C
C 
G 
Hélice r
5 3
DNA polimerasa
Topoisomerasa
B
, ,
5,3,
DNA
RNA polimerasa
C
RNA ribosomal
a
b
RNA mensajero
AAC
RNA de transferencia
5,3,
5, 3
,
Caja TATA Exón 1 Intrón 1 Exón 2 Intrón 2 
Triplete de inicioTATA
AU
G
D
Hélice líder
A
Figura 3-6. Propiedades biológicas del DNA. A) duplicación semiconservativa; B) la duplicación la llevan a cabo enzimas como la DNA poli-
merasa. C) transcripción de los tipos de RNA: a) RNA ribosomal, b) RNA mensajero, c) RNA de transferencia con su aminoácido unido (AA); 
D) se muestra la estructura de un gen eucariótico, la caja TATA está en el promotor o región reguladora. Los intrones y exones forman la parte 
estructural. Los exones formarán parte del RNA mensajero maduro listo para traducirse en el ribosoma.
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un mensajero está el triplete UUU, el tRNA llevará el 
anticodón AAA.
Los genes del ser humano, que es un eucariota (or-
ganismos con núcleo celular verdadero) están formados 
en su estructura por dos regiones importantes: una lla-
mada región reguladora o promotora, ésta es la porción 
de DNA formada por secuencias de bases nitrogenadas 
donde se unen las proteínas que activarán al gen, además, 
en esta región existe una secuencia consenso conocida 
como “caja TATA”, esta secuencia es el sitio específico 
donde se une la RNA polimerasa que transcribirá al resto 
del gen. La otra región del gen se conoce como región 
estructural y es la parte del gen donde está codificada 
la estructura de la proteína de la cual es responsable ese 
gen. Desde hace varios años se sabe que la región estruc-
tural de los genes eucariotas presenta unas regiones que 
forman parte del mRNA maduro listo para ser leído por 
el ribosoma y que se conocen como exones interrum-
pidos por otras secuencias que no formarán parte del 
mencionado mRNA y que se conocen como intrones. 
Después de que la parte estructural de un gen ha sido 
copiada a mRNA se le conoce como transcrito primario, 
este contiene intrones y exones, los intrones son elimina-
dos a través de un proceso conocido como splicing. Este 
proceso lo llevan a cabo enzimas conocidas como ribosi-
mas y en él se cortan y eliminan los intrones, y los exo-
nes se unen entre sí. Las ribosimas están formadas por 
estructuras esferoides complejas de proteínas y rRNA. El 
RNA resultante sin intrones se conoce como mRNA ma-
duro (figura 3-7). Enzimas del núcleo que actúan sobre 
el mRNA le unen una secuencia de bases nitrogenadas 
en el extremo 5”, esta secuencia se conoce como CAP. En 
el extremo 3” se une una secuencia de adeninas conocida 
como cola de poli A (CAPAUG UUU GGAAAAAA); el 
mRNA sale del núcleo a través de los poros de la mem-
brana para dirigirse a un ribosoma donde será traducida 
su información para la fabricación de una proteína.
Mutación
Una propiedad fundamental del DNA que conduce a la 
variabilidad de los organismos y, por ende, uno de los 
mecanismos para que la selección natural conduzca a la 
evolución, es la mutación.
Esta propiedad consiste, en esencia, en que en un 
gen, una o varias de las bases nitrogenadas son sustituidas 
por otras, agregadas o perdidas. El efecto de una muta-
ción dependerá de su tipo y del sitio del gen donde esta 
se lleve a cabo, si la mutación se produce en la región 
reguladora, esto tendrá como efecto la falta de síntesis de 
una proteína; por otro lado, si la mutación se produce en 
un exón, la proteína podría resultar incompleta o bien, 
tener un aminoácido que ha sido cambiado, esto puede 
conducir a una alteración o a la supresión de su función. 
La adición de bases puede cambiar el marco de lectura 
del mensajero y originar una proteína distinta en cuanto 
a su secuencia de aminoácidos. Las mutaciones en un in-
trón pueden no afectar la síntesis proteica.
Síntesis de proteínas
El primer paso en la síntesis de proteínas, conocido como 
inicio, consiste en la unión del extremo CAP de mRNA 
a la subunidad menor del ribosoma en un canal conoci-
do como sitio A. En la unión del mRNA con la subuni-
dad menor participan una serie de proteínas conocidas 
como factores de iniciación que aseguran se realice de 
Transcrito primarioRNA
Unión de
 exones
Eliminación de intrones
Cola de poli AIntrónCAP
Secuencia nueva Secuencia nueva
Snurp
mRNA mensajero maduro
3 nóxE1 nóxE Intrón 2Intrón 1
Splicisoma
Figura 3-7. Proceso de splicing de un RNA recién transcrito. El segmento superior representa un transcrito primario con dos tipos de regio-
nes. Las punteadas son exones y las rayadas son intrones. Las esferas punteadas son ribonucleoproteínas (snurps) que forman un complejo 
molecular, el cual elimina los intrones y une los exones. El producto formado solo por exones es el RNA mensajero maduro. A este último, 
polimerasas especiales le agregan una región llamada CAP en el extremo 5' y una secuencia de adeninas en el extremo 3'. Esta estructura 
final es el RNA mensajero maduro (mRNA).
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26  •  Endocrinología clínica de. . . (Capítulo 3)
forma adecuada. Como el primer triplete del mensajero 
será el AUG que codifica metionina, momentos después 
llegará al sitio A un tRNA cargado con el aminoácido 
metionina; este tRNA a través de su anticodón se unirá 
con el mRNA.
Cuando ya se ha formado el complejo mRNA, su-
bunidad menor del ribosoma y tRNA con su aminoáci-
do acoplado, la subunidad mayor del ribosoma se une al 
complejo. Inmediatamente después, el ribosoma se des-
plazará hasta el siguiente triplete de bases nitrogenadas 
del mRNA colocado a continuación del triplete de ini-
ciación. Este último triplete con el tRNA unido quedará 
colocado en otro canal del ribosoma conocido como sitio 
P debido al desplazamiento del ribosoma, dejando vacío 
el sitio A. En este proceso intervienen otro grupo de pro-
teínas que se conocen como factores de elongación.
Acto seguido, llega un segundo tRNA cargado con 
el aminoácido correspondiente, entra al sitio A y en ese 
momento los dos aminoácidos, cada uno unido con su 
tRNA, quedan en posición de que una enzima residente 
de la subunidad mayor conocida como polipeptidosin-
tetasa (un tipo de rRNA), los una a través de sus radi-
cales carboxilo en uno y amino en el otro para formar 
un enlace peptídico. El siguiente paso consiste en que 
el ribosoma avanzará hacia al tercer triplete del mRNA 
colocado en el sitio A y que ahora ha quedado vacío, ya 
que los aminoácidos unidos entre sí permanecen uni-
dos con los tRNA; posteriormente, el primer tRNA es 
desplazado al sitio E de donde será expulsado. Cuando 
llega el tercer tRNA con su aminoácido, éste es unido 
con el segundo aminoácido por la polipeptidosintetasa, 
de modo que ahora se tiene un pequeño polipéptido de 
tres aminoácidos. De esta forma, el ribosoma, leyendo 
triplete a triplete y con la ayuda del tRNA, terminará de 
sintetizar la proteína hasta una etapa final que se conoce 
como terminación y en la cual interviene de forma prin-
cipal una proteína que entra al ribosoma en lugar de un 
tRNA, esta proteína se conoce como factor de termina-
ción o translocasa debido a que su presencia favorece el 
desensamble del ribosoma. Así, se entiende que los genes 
expresan su información a través de la síntesis de proteí-
nas (figura 3-8).
A partir de lo anterior es posible determinar lo que 
se conoce hoy como el dogma central de la biología mo-
lecular, este establece que la información genética flu-
ye del DNA al RNA y de éste a las proteínas (DNA g 
RNA
Menor Mayor
Subunidad
menor
Subunidad
mayor
RNA mensajero
tRNA
Ribosoma completo
Ribosoma
Subunidad
AACanales
Triplete
 de
 bases
Cadena de aminoácidos
Polipéptido naciente
E P A
Triplete
 de
 bases
E P A
A B
C D E
Figura 3-8. Síntesis de proteínas. En el recuadro se muestran dos ribosomas donde las subunidades menor y mayor esta unidas. En el lado 
izquierdo se aprecia la vista lateral del ribosoma. El del lado derecho está visto desde arriba, donde se aprecia la subunidad menor encima 
de la mayor. Abajo, subunidades menor y mayor vistas desde arriba, se ilustran los fragmentos de RNA ribosomal de cada subunidad. En la 
secuencia de ribosomas del resto de la figura se aprecia un ribosoma como diagrama. En A) los cilindros interiores son los canales E, P y A, 
donde entran y salen los RNA de transferencia (tRNA) que llevan los aminoácidos hasta el ribosoma para sintetizar las proteínas. En B) se 
muestra el ribosoma ensamblado donde un tRNA en el sitio P tiene unida la cadena de aminoácidos. En el sitio A hay un tRNA con el siguiente 
aminoácido que se va a unir a la cadena. En C) se desplaza la subunidad mayor para llevar al tRNA del sitio P al sitio E después de que se 
unieron el tercero y el cuarto aminoácidos. En D) se aprecia la salida del tRNA del sitio E. En E) un nuevo tRNA trae el siguiente aminoácido 
para hacer que la cadena del polipéptido siga creciendo.
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RNA g proteínas). Una excepción importante del dogma 
central es la que ocurre en algunos retrovirus que tienen 
como genoma un RNA el cual al ser copiado por una en-
zima denominada reversotranscriptasa o RNA polimera-
sa inversa, permite la síntesis de una molécula de DNA.
Las proteínas son las moléculas más importantes en 
su papel como efectores de la estructura y función ce-
lular. En efecto, la mayoría de las funciones celulares ya 
sean enzimáticas, de traducción de señales, de estructura, 
de transporte o mecánicas, entre otras, están mediadas 
por la acción o la presencia de una proteína.
Tecnología del DNA recombinante
En la actualidad y, desde hace ya varios años, se cuenta 
con una serie de técnicas que permiten manipular y es-
tudiar a las moléculas de DNA. Esta tecnología de labo-
ratorio ha permitido avances tan enormes en la compren-
sión de las propiedades y funcionamiento del material 
genético, que en el año 2000 Venter et al., publicaron 
el primer borrador del conocimiento y mapeo total del 
genoma humano. Gracias a esto se sabe que el ser huma-
no tiene 30 000 genes con sus secuencias relacionadas y 
qué proteína codifica la mayoría de los genes. Estos genes 
representan menos de 10% del total del genoma, el 90% 
restante se encuentra representado por secuencias repe-
titivas dispersas en todo el genoma.
El DNA, después de ser una molécula muy difícil de 
estudiar con técnicas bioquímicas, ha pasado a ser una 
de las moléculas más manipulables gracias a los siguien-
tes hechos:
1. Es posible cortar en segmentos más pequeños y en 
sitios específicos a la molécula de DNA, esto se lo-
gra a través de enzimas conocidas como enzimas de 
restricción, estas fueron descubiertas en bacterias 
donde tienen la función de cortar el DNA viral para 
eliminar a estos parásitos bacterianos (figura 3–9).
2. Los fragmentos de DNA se pueden separar por me-
dio de electroforesis en geles de acrilamida o de aga-
rosa en los cuales los fragmentos más pequeños reco-
rrerán distancias más largas que los fragmentos más 
grandes con lo que se formará una serie de bandas 
con apariencia de escalera que se pueden hacer visi-
bles tiñendo al DNA (utilizando bromuro de etidio) 
(figura 3–10).
3. Mediante el uso de moléculas que interrumpen la 
síntesis de un fragmento de DNA en una base nitro-
genada específica, es posible preparar geles electro-
foréticos que facilitan la lectura de la secuencia de 
bases nitrogenadas que constituyen a la molécula en 
C G T T C GA C C G T T A
G C A A G C T G G C A A T
C G T T C G A
Corte
Enzima de restricción
DNA
G C A A G C
 C C G T T A 
T G G C A A T
Marcador N P1 P2 P3
e
f
c
b
h
a
g
d
i
Figura 3-9. Corte de un fragmento de DNA esquematizado con una 
enzima de restricción unida. Estas enzimas hacen cortes como el 
que se señala en la figura y que deja extremos con bases nitroge-
nadas libres, se les llama extremos pegajosos. Algunas enzimas de 
restricción hacen cortesque generan extremos rasurados.
Figura 3-10. Se muestra un gel de electroforesis de DNA. El fondo 
negro representa la gelatina donde se colocan las muestras de DNA. 
Las líneas de bandas claras representan carriles donde las molécu-
las de DNA se han desplazado por efecto de un campo eléctrico que 
fluye a través de la gelatina que puede estar formada por agarosa 
diluida en un electrolito o acrilamida diluida de forma similar. La elec-
troforesis permite separar fragmentos de DNA de distintos tamaños 
obtenidos por corte con enzimas de restricción. En las bandas más 
inferiores están los fragmentos más pequeños, en las más altas los 
fragmentos mayores. Los fragmentos de tamaño intermedio forman 
una especie de escalera. En el carril del lado izquierdo están los mar-
cadores de peso molecular. Las letras de arriba señalan los carriles 
donde corre el DNA de cada paciente. Las letras minúsculas de la 
derecha designan moléculas específicas de la muestra de DNA.
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28  •  Endocrinología clínica de. . . (Capítulo 3)
estudio. El DNA se puede secuenciar y así, conocer 
la información que contiene.
4. Con una secuencia conocida de DNA de una sola ca-
dena, se puede diseñar lo que ahora se conoce como 
sonda genética marcando al DNA en un extremo 
con un radioisótopo u otra sustancia que permita su 
identificación visual. Estas sondas se unirán en sitios 
específicos del DNA genómico donde exista una se-
cuencia complementaria de la sonda. Este procedi-
miento ha encontrado su aplicación en las técnicas 
conocidas como Southern blot que permite la detec-
ción de una secuencia específica de DNA y Northern 
blot para la identificación de secuencias específicas 
sobre moléculas de RNA.
5. Fragmentos de DNA conocido (p. ej., un gen com-
pleto) se pueden integrar a otro fragmento de DNA 
aunque estos no sean de la misma especie. Por este 
procedimiento conocido como clonación, se han 
preparado plásmidos bacterianos clonados con genes 
humanos que, al reintegrarse en una bacteria se pue-
den activar para producir mRNA y de esta forma, la 
bacteria produzca proteína humana (proceso cono-
cido como ingeniería genética).
6. Utilizando una DNA polimerasa termoestable in vi-
tro, a partir de una sola molécula de DNA, es posible 
hacer múltiples copias de la molécula original. Este 
procedimiento, conocido como reacción en cadena 
de la polimerasa (PCR) permite amplificar cual-
quier fragmento de DNA y de esta forma diagnosti-
car mutaciones específicas en genes específicos.
7. En el genoma existen fragmentos repetitivos de 
DNA no génicos, que se heredan en forma mende-
liana a la manera de los grupos sanguíneos; son tan 
específicos de cada persona que cuando se separan 
en un gel de electroforesis dan origen a una esca-
lera de fragmentos de DNA conocida como huella 
genética la cual permite hacer de manera exacta la 
exclusión de paternidad, el reconocimiento de cadá-
veres o de personas específicas involucradas en actos 
criminales.
8. En la actualidad, gracias a la posibilidad de clonar 
genes entre individuos de la misma especie o de es-
pecies distintas, en el caso de pacientes con enfer-
medades por mutaciones génicas, es posible donar a 
células enfermas genes sanos, a fin de restituir la fun-
ción perdida. Este procedimiento se conoce como 
terapia génica y seguramente encontrará muchas 
aplicaciones en la cura de multitud de enfermedades 
(incluyendo algunas endocrinológicas) en un futuro 
cercano.
La posibilidad de clonar genes entre especies ha 
permitido también, por un lado, hacer que algunas 
células específicas produzcan proteínas, como la in-
sulina humana o la hormona del crecimiento, éstas se 
utilizan para el tratamiento de enfermedades como 
la diabetes mellitus y ciertos tipos de talla baja. Y por 
otro, el diseño de animales, bacterias o plantas trans-
génicas que permiten estudiar el efecto de un solo 
gen en organismos que dan información valiosa para 
el entendimiento de funciones que hasta ahora no 
son del todo conocidas. El conocimiento de todas las 
proteínas codificadas por todos los genes de nuestro 
genoma, conocida como proteoma, será fundamen-
tal en el entendimiento de la función integral de la 
célula; con la consiguiente comprensión del proceso 
que conocemos como vida.
9. Con el DNA de un organismo y amplificando los 
genes por medio de PCR o multiplicándolos en una 
bacteria después de haberle clonado un plásmido 
que posee el segmento clonado, ya sea con DNA ge-
nómico o con DNA complementario, se puede pre-
parar una biblioteca de genes perfectamente identi-
ficados.
10. En la actualidad se han desarrollado dispositivos lla-
mados biochips y microarreglos, estos consisten en 
una placa de vidrio o cuarzo en donde se colocan pe-
queñas moléculas de DNA con información conoci-
da (sondas genéticas) que permiten ser comparadas 
con DNA de pacientes donde se buscan mutaciones 
ya sea de una sola base nitrogenada conocidas como 
mutaciones de base única (SNP) o mutaciones más 
grandes en cualquier gen. Estos dispositivos sirven 
también para identificar regiones de genomas bacte-
rianos, parasitarios o virales. El DNA problema y un 
DNA control normal se marcan con fluorocromos 
que dan luz visible al ser iluminados con luz ultra-
violeta. Cuando se introducen los DNA marcados en 
el biochip se unen a los sitios complementarios en el 
DNA de éste, esta unión se realiza través de compe-
tencia por la secuencia de bases nitrogenadas que les 
sea complementaria. Si se une el DNA normal no 
existe mutación; por el contrario, si se une el DNA 
problema, se ha detectado una mutación.
REGULACIÓN GÉNICA
Función diferencial de los genes
Los genes de los organismos no son autónomos en su 
funcionamiento, ya que como se ha dicho se pueden 
activar o desactivar en respuesta a las necesidades me-
tabólicas o estructurales de la célula. Quizá uno de los 
ejemplos más significativos de la ausencia de autonomía 
de los genes se pueda apreciar en el proceso del desarro-
llo embriológico, donde los genes son los responsables 
de la diferenciación celular; esto es, a partir del huevo 
primordial (óvulo fecundado) se formarán cerca de 200 
tipos de fenotipos celulares diferentes en un ser humano. 
En la actualidad se sabe que los genes responsables de la 
diferenciación celular y de la segmentación y formación 
de los órganos del embrión tienen un tiempo crítico y 
preciso de activación y desactivación en lo que se conoce 
como función diferencial de genes, este concepto debe 
entenderse como que en los diferentes tipos de estirpes 
celulares, algunos genes están activos y otros no lo están a 
pesar de estar presentes. Todas las células, con excepción 
de las sexuales, tienen el genoma completo, sin embargo, 
en las células precursoras de eritrocitos se activarán pre-
ferencialmente los genes de a y β globinas, que al unirse 
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integrarán la hemoglobina. En el músculo estriado tanto 
el gen de actina como el de miosina, así como el de la 
mioglobina serán los más activos y en las células epitelia-
les de la tiroides, los genes que codifican las enzimas de 
la yodocinética para fabricar enzimas tiroideas, darán a 
éstas su fenotipo específico.
Moléculas reguladoras
Existe una amplia gama de proteínas conocidas como 
reguladoras, las cuales al llegar hasta el núcleo de las 
células interactúan con las regiones reguladoras de los 
genes para activarlos o apagarlos. Muchas moléculas re-
guladoras de genes son hormonas. Los estrógenos y la 
testosterona, al interactuar con receptores proteínicos ci-
tosólicos, conducen a ciertas subunidades de estos recep-
tores hasta regiones reguladoras de genes que codifican 
proteínasresponsables de la diferenciación sexual.
CITOGENÉTICA
Todos los seres vivos eucariotas (con núcleo verdadero) 
tienen el material genético contenido dentro de un cor-
púsculo esférico conocido como núcleo.
El DNA asociado con un grupo de proteínas cono-
cidas como histonas, de las cuales se conocen cuatro ti-
pos diferentes (H2A, H2B, H3 y H4), se empaqueta en 
unidades esféricas octaméricas conocidas como nucleo-
somas. El DNA se enrolla sobre estas esferas de histonas 
y los nucleosomas resultantes quedan conectados por la 
continuidad de la molécula de DNA, de manera que for-
man una estructura que recuerda a un rosario de cuentas. 
El rosario de nucleosomas se enrolla en una estructura 
helicoidal que recuerda a un microtúbulos, el cual a su 
vez se plegará de tal forma que al final integrará una es-
tructura conocida como cromosoma.
Cada especie tiene un número característico de cro-
mosomas en sus células. La especie humana tiene 46 
(cromosomas), los grandes simios como el chimpancé 
y el gorila tienen 48. Los cromosomas fueron descritos 
inicialmente por Flemming en 1800, fue él quien acuñó 
el término cromosoma que significa “cuerpo coloreado”.
Cuando las células están en la etapa de la división ce-
lular conocida como metafase, los cromosomas se apre-
cian morfológicamente como X alargadas con diferentes 
tamaños y detalles, de modo tal que es posible identifi-
carlos individualmente (figura 3–11A). La parte estrecha 
de la X se conoce como centrómero, esta región es la 
región responsable de la migración de los cromosomas 
hacia los polos de la célula en división. Los filamentos 
que constituyen las mitades de la X en sentido longitu-
dinal se conocen como cromátides, aunque en realidad 
son dos cromosomas (el mismo cromosoma duplicado) 
unidos por el centrómero. En sentido transversal se pue-
de considerar la existencia de brazos superiores o brazos 
p y los brazos inferiores o brazos q.
El estudio de la morfología y el número de cromoso-
mas se denomina cariotipo y consiste en la clasificación 
en orden decreciente de tamaño a los 46 cromosomas 
de una metafase. Debido a que varios cromosomas tie-
nen algunas características morfológicas comunes, se han 
agrupado en siete grupos desde el grupo A hasta el grupo 
G (figura 3–11B).
De los 46 cromosomas del ser humano, 44 de ellos 
desde el par 1 hasta el par 22, son conocidos como auto-
somas ya que son idénticos tanto en el hombre como en 
la mujer y se dice que son responsables de las caracterís-
ticas no sexuales del organismo. El par 23 corresponde a 
a
BA
c
b
d e
1 2 3 4
X Y
6
13
19 20 
14 15
5
7 8 9 10 
16 17
22 21
18
11 12 
gf
 
Figura 3-11. A) Metafase. B) Cariotipo ordenado. Se ilustran los grupos de cromosomas y sus características morfológicas.
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30  •  Endocrinología clínica de. . . (Capítulo 3)
los cromosomas sexuales X y Y. En una mujer este par 
tiene 2 cromosomas X (XX). En el varón el par tiene 
un cromosoma X y otro pequeño conocido como cro-
mosoma Y.
Cromosomopatías
Las alteraciones cromosómicas pueden ser numéricas y 
estructurales. Entre las primeras están las aneuploidías, 
en las que el número cromosómico no es múltiplo de 
23; por ejemplo, las trisomías, en las que uno de los cro-
mosomas se encuentra triplicado y el número total de 
cromosomas es de 47 (p. ej., síndrome de Down, en el 
que existen tres cromosomas 21) (figura 3–12).
Las poliploidías, en las que cada par cromosómico se 
encuentra triplicado, cuadruplicado, y así sucesivamen-
te, estas alteraciones de denominan: triploidías, tetra-
ploidias, etcétera (con 64 y 92 cromosomas, respectiva-
mente). Muchas de estas alteraciones cromosómicas son 
causa de abortos, infertilidad, malformaciones congénitas 
y, en ocasiones, causa de deficiencias endocrinológicas 
como en el síndrome de Turner, el de Klinefelter, en el 
de testículos feminizantes o el del varón XX, donde el 
efecto cardinal es una disgenesia gonadal.
Las alteraciones cromosómicas estructurales, menos 
frecuentes que las numéricas, pueden deberse a pérdidas 
parciales de un cromosoma como sucede en las delecio-
nes, a intercambios de segmentos entre los propios cro-
mosomas como en las translocaciones, a inversiones en 
los segmentos de los cromosomas, o bien, a unión de un 
cromosoma por sus extremos dando origen a un anillo 
cromosómico (figura 3–13).
Varias de estas alteraciones, además de ser causa de 
malformaciones congénitas e infertilidad, en algunos pa-
cientes pueden provocar trastornos metabólicos serios, 
como alteraciones endocrinológicas, hiperlipidemias e 
intolerancia a carbohidratos.
En la actualidad existen tecnologías, que, mediante 
el empleo de sondas genéticas específicas, permiten mar-
car cada cromosoma de manera que éste sea reconocible 
en forma muy específica y por ello, es posible detectar 
pérdidas de material genético incluyendo fragmentos 
cromosómicos muy pequeños. Existe una técnica ya 
antigua con la que se puede lograr que los cromosomas 
muestren un patrón de bandas claras y oscuras, a mane-
ra de un código de barras, esta técnica permite realizar 
diagnósticos muy precisos. Otra técnica muy actual en la 
que se utiliza una sonda genética marcada con una sus-
tancia fluorescente a la luz ultravioleta permite localizar 
genes o regiones de genes específicos, tanto en metafase 
como en células en interfase; dicha técnica se cono- 
ce como hibridización in situ.
Otra técnica antigua, el uso de la tinción del corpús-
culo de Barr en células en interfase, sigue siendo de uti-
lidad para apoyar algunos diagnósticos, el corpúsculo de 
Barr corresponde a uno de los cromosomas X inactivado 
de acuerdo con la hipótesis de Mary Lyon. Un corpúscu-
lo de Barr es normal en hembras normales, sin embargo, 
en un varón hablará de un cromosoma X adicional al que 
normalmente tiene un hombre y podría tratarse de un 
síndrome de Klinefelter (cariotipo 47 XXY).
GENÉTICA MENDELIANA
Experimentos clásicos de Mendel
Un capítulo de hormonas y genes debiera contener una 
consideración acerca del científico que inició de manera 
formal con sus descubrimientos la disciplina que conoce-
mos en la actualidad como genética.
Gregor Mendel nació en la aldea Heizendorf (Hy-
ncice en la actual República Checa) en el año de 1822. 
Hijo de un campesino, para poder completar sus estudios 
tuvo que ingresar en la orden monástica de los agustinos, 
donde durante más de ocho años realizó los históricos ex-
perimentos que le permitieron descubrir los mecanismos 
por los cuales los padres transmiten a sus descendientes 
Figura 3-12. Gemelas monocigóticas con síndrome de Down, obsér-
vense los rasgos características de la cara: puente nasal aplanado, 
nariz breve, cráneo plano y los ojos oblicuos. El síndrome de Down 
es el padecimiento genético más frecuente en el humano con una 
frecuencia de 1 por cada 600 nacimientos vivos.
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Hormonas y genes  •  31
sus características morfológicas y funcionales. Es clásico 
el experimento con chícharos comestibles en el que, al 
cruzar plantas con semillas amarillas y semillas verdes, 
definió las características (caracteres) dominantes y re-
cesivas. En estos experimentos Mendel encontró que en 
la primera generación de un cruce entre dos individuos 
puros para el color de la cubierta, a los que se denomi-
na parentales, todos los descendientes de este cruce, los 
F1 (filial 1) mostraban el carácter dominante (amarillo). 
Al cruzar individuos de la primera generación entre sí, 
el científico encontró que, si bien era cierto que había 
una gran cantidad de individuos con el carácter domi-
nante, había una proporción de descendientes en quienes 
el carácteral que denominó recesivo reaparecía en esta 
segunda generación o F2. Al contar el total de chícharos 
descubrió que por cada tres chícharos amarillos había 
uno verde; esto es, una proporción matemática de 3 a 1 
(3:1). De los individuos de la segunda generación, al cru-
zarlos entre sí, encontró que, en la F3, los de semillas 
verdes sólo daban individuos con semillas verdes, y de los 
amarillos, algunos de ellos sólo daban descendientes de 
color amarillo, pero otros segregaban (se separaban), ori-
ginando tanto chícharos amarillos como verdes y en ellos 
se repetía la proporción de tres amarillos a uno verde. 
Después de estos resultados, Mendel corrigió sus propor-
ciones, encontrando que la verdadera proporción era de 
una semilla amarilla pura, dos semillas amarillas impuras 
y una semilla verde pura. Dada la afición de Mendel por 
las matemáticas, cayó en la cuenta de que esta propor-
ción correspondía con los coeficientes de un binomio al 
cuadrado y que, por lo tanto, los caracteres en juego se 
podrían representar por los símbolos A = amarillo, a = 
verde; con ello se podía escribir la siguiente ecuación: 
1AA + 2Aa + 1AA. Si consideramos A = a, y a = b, en 
términos algebraicos, esto se puede escribir como a2 + 
2ab + b2 = (a + b)2. Obviamente, ello describe un com-
portamiento binomial, de donde Mendel dedujo que en 
la determinación de una característica intervienen dos 
elementos, uno que seguramente procede del padre y el 
otro de la madre y que durante la formación de los ga-
metos (concepto actual) estos elementos deberían sepa-
rarse (segregarse). Con esta última deducción se puede 
decir que, aunque no de forma explícita, Mendel predijo 
la meiosis.
Formulación actual de la genética mendeliana
En la actualidad, los elementos responsables de cada ca-
racterística se conocen como genes que, como ya se ha 
establecido, se localizan en orden lineal en los cromo-
somas. Para cada característica heredable que sigue las 
leyes de Mendel tenemos un par de genes, uno materno 
y uno paterno, cada uno localizado en el par homólogo 
D
A
GF
E
B
C
Figura 3-13. Alteraciones estructurales de los cromosomas. Se ilustran los mecanismos que los originan: A) deleción; B) translocación; C) 
formación de un anillo; D) invasión; E) inserción; F) separación normal de cromátides; G) separación anormal de cromátides con formación de 
isocromosomas.
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32  •  Endocrinología clínica de. . . (Capítulo 3)
de cromosomas. Ya que, durante la formación de las cé-
lulas sexuales, estos cromosomas se separan en la meiosis 
para reducir el número cromosómico a la mitad, esto trae 
como consecuencia que el par de genes para una caracte-
rística se separen también. Los genes para la misma carac-
terística localizados en el mismo lugar de un cromosoma 
(locus), se conocen como alelos y su acción combinada, 
que es la que determina el fenotipo, se conoce como el 
genotipo para esa característica. Pueden existir más de 
dos alelos que ocupen los mismos loci (plural de locus). 
Por ejemplo, para el grupo sanguíneo del sistema ABO, 
las personas del grupo A pueden tener el genotipo AA o 
el AO, las del grupo B pueden ser BB o BO y las O serán 
00. De aquí se puede ver que el alelo A y el B son domi-
nantes sobre O y que entre ellos no hay dominancia ni 
recesividad, por lo que ambos se expresan cuando están 
juntos. A esto se le conoce como codominancia.
Cuando un paciente tiene en su fórmula genética 
los genes A y B juntos; esto es, AB, el grupo sanguíneo 
del paciente será AB debido a la codominancia de ambos 
genes.
Si se toma en consideración que los cromosomas res-
ponsables de las características no sexuales de los indivi-
duos (cromosoma 1 al 22) se conocen como autosomas, 
los genes localizados en ellos se conocerán a su vez como 
genes autosómicos. El cromosoma X y el Y se conocen 
como cromosomas sexuales o gonosomas, los genes loca-
lizados en ellos se denominan genes ligados al sexo, X o 
Y. Debido a la forma en que los cromosomas se separan 
durante la meiosis, y ya que los genes a su vez pueden 
ser dominantes o recesivos, existen cinco mecanismos de 
transmisión de genes de padres a hijos, que se conocen 
como patrones de herencia mendeliana. Así, tenemos la 
herencia autosómica dominante, la autosómica recesiva, 
la dominante ligada al X, la recesiva ligada al X y la 
ligada al Y u Holándrica. Existen descripciones de más 
de 6 000 padecimientos ocasionados por genes mutantes 
que se transmiten siguiendo alguno de estos patrones he-
reditarios, entre ellos, muchos errores del metabolismo y 
endocrinopatías. Basta mencionar alguno de los tipos de 
diabetes mellitus, las hiperplasias suprarrenales congéni-
tas, varios tipos de hipotiroidismo congénito, además de 
las deficiencias en la producción de hormona del creci-
miento o de sus moléculas intermediarias que condicio-
nan varios tipos de talla baja (figura 3–14).
Existen otras formas de heredar genes mutados las 
cuales se conocen como herencia no mendeliana como: 
impronta genómica, corresponde al “marcaje” de un gen 
ya sea por el padre o por la madre y que consiste en des-
acetilar las histonas del nucleosoma donde el gen se en-
cuentra enrollado, esta acción sobre las histonas inactiva 
al gen impidiendo su expresión en el fenotipo y permi-
tiendo que se exprese el gen alélico, los genes inactivados 
al pasar al descendiente ocasionarán un padecimiento o 
malformación distintos si éste procede del padre o de 
la madre. Por su parte, los genes del genoma de la mito-
condria que se heredan sólo de la madre, presentan mu-
taciones letales capaces de producir enfermedades muy 
Mujer
Hombre
Afectado
Muerto
C D
A B
E
Apareamiento
Caso índice
Figura 3-14. Árboles genealógicos de los tipos de herencia mendeliana. Los símbolos de la derecha representan a los tipos de individuos del 
árbol o a una pareja: A) árbol genealógico de herencia autosómica dominante (no salta generaciones); B) herencia autosómica recesiva (salta 
generaciones y hay consanguinidad); C) herencia recesiva ligada al cromosoma X (predomina en hombres); D) herencia dominante ligada al 
cromosoma X (no salta generaciones) en este tipo de herencia las hijas de varones afectados, están todas afectadas pues todas heredan el 
mismo X del padre; E) holándrica, ligada a Y.
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graves, a este modo de transmisión se le conoce como he-
rencia mitocondrial. La disomía uniparental consiste en 
que un par cromosómico procede del mismo progenitor, 
esto se debe a errores tempranos en la meiosis o en la mi-
tosis embrionaria, de modo tal que por el hecho de ser el 
mismo cromosoma en consecuencia contiene los mismos 
genes; esto ocasiona homocigocidad para varios loci, lo 
que a su vez puede originar en el individuo con disomía 
uniparental un padecimiento mendeliano o un problema 
tan serio como una mola hidatidiforme, esta última es 
un tipo de embarazo donde las vellosidades coriales del 
trofoblasto presentan fallas en el manejo de los electroli-
tos teniendo como consecuencia que las vellosidades se 
transformen en miles de quistes llenos de líquido que 
llenan el útero y destruyen al embrión.
HERENCIA MULTIFACTORIAL
Es bien sabido también que algunos padecimientos que 
no siguen patrones de herencia mendelianos, se deben 
al efecto sumatorio de varios genes con efecto menor y 
que, al interactuar con el medio ambiente, desencade-
nan padecimientos. El efecto de genes y medio ambiente 
se conoce como efecto multifactorial. La diabetes me-
llitus juvenil, por ejemplo, muestra agregación familiar, 
los pacientes tienen algunos marcadores genéticamente 
determinados como el antígeno de histocompatibilidad 
HLADR3.
En el ser humano gran cantidad de padecimientos 
resultan de la interacción de los genes con el medio am-
biente: hipertensión arterial, luxación congénita de la 
cadera, labio y paladar hendidos, diferentes padecimien-
tos autoinmunitarios y el gran capítulo de los tumores 
benignos y malignos.
El cáncer, incluyendo el de todas las glándulas y te-
jidos del cuerpo, es una enfermedad genética en la que 
cierto tipo de genes conocidos como oncogenes (codifi-
cados las más de las veces por proteínas promotoras de la 
división celular) sufren mutaciones que incrementan 
la actividad de estas proteínas o activan oncogenes inac-
tivados. Por otro lado, existen genes que codifican proteí-
nas supresoras de tumores, cuando existe una mutación 
en estos genes y se anula su función normal se produce 
un estado permisivo para que los oncogenes normalmen-
te activos promuevan una división celular desordenada. 
La conocida proteína P53 es casi con certeza el factor 
más importante en la regulación de la actividad de varios 
oncogenes. Sus mutaciones conducen a diferentes tipos 
de cánceres y la inutilización del mecanismo de suici-
dio celular conocido como apoptosis. La P53 se activa 
cuando hay daño al DNA o un exceso de estimulación 
mitogénica, asimismo, es una proteína activadora de la 
trascripción de genes. Entre los genes que activa está el 
que codifica la proteína P21; esta proteína, al unirse con 
las proteínas G 1 /SCdk y SCdk evita que la célula entre 
a la fase S del ciclo celular de esta forma evitando que la 
célula duplique su material genético y se pueda dividir. 
El exceso de P53 también es capaz, por otro mecanismo, 
de favorecer la activación de las procaspasas. Estas últi-
mas son precursoras de enzimas proteolíticas (caspasas), 
que destruyen muchos componentes celulares (proteínas 
o ácidos nucleicos, entre otros), conduciendo a la célula a 
la muerte celular programada o apoptosis. De este modo, 
la P53, al impedir una división celular desordenada o al 
inducir a las células al suicidio, evita la aparición de tu-
mores malignos. Otros genes involucrados en la génesis 
del cáncer son los encargados de reparar el daño al DNA, 
en ocasiones, la falla en este proceso de reparación per-
mite la aparición de mutaciones permanentes que modi-
fican el genoma de una célula normal.
DISCUSIÓN Y CONCLUSIONES
Considerando lo presentado hasta el momento, resulta 
evidente que si los genes son responsables de la síntesis 
de proteínas, entre ellas una gran cantidad de hormonas 
y sus receptores, las mutaciones en estos genes y las al-
teraciones consecuentes en la estructura de las proteínas 
pueden ocasionar diferentes padecimientos endocrinoló-
Cuadro 3-1. En la primera columna se lista un grupo 
de enfermedades con trastornos en la función de 
alguna hormona del organismo humano. Se 
especifica, en la segunda columna, el gen con la 
mutación que origina la enfermedad
Padecimiento Gen mutante
Osteodistrofia hereditaria de 
Albright o seudohipotiroidismo 
tipo I
a Gs. Para una proteína G
Diabetes insípida nefrogénica Gen V2 de vasopresina
Diabetes insípida nefrogénica Gen de aquoporfina 2
Diabetes mellitus (MODY 3) Factor de transcripción HNF 1a
Deficiencia tiroidea Gen del receptor de TSH
Hipotiroidismo congénito por 
habilidad para transportar I
Gen del transportador de Na+, -
Síndrome de Pendred Gen de la pendrina (transporta-
dor annes)
Resistencia a TSH Gen del receptor de TSH
Insuficiencia suprarrenal Gen del receptor de ACTH
Hiperplasia suprarrenal congé-
nita
Gen de la 21-hidroxilasa
Hipogonadismo Gen de la hormona luteinizante
Varón XX Translocación SRY
Mujer XY Mutación SRY
Conductos müllerianos persis-
tentes
Gen de la hormona antimülle-
riana
Resistencia a la insulina Gen del receptor de insulina
Resistencia a glucocorticoides Gen del receptor nuclear
Enanismo de Laron Gen del receptor de GH
Obesidad Gen del receptor de leptina
Raquitismo por resistencia a vi-
tamina D
Gen del receptor de vitamina D
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34  •  Endocrinología clínica de. . . (Capítulo 3)
gicos. Por otro lado, en la síntesis de muchas hormonas, 
como las esteroideas y las tiroideas, intervienen en se-
cuencia baterías de enzimas codificadas por genes. Las 
mutaciones en estos genes “enzimáticos” son capaces de 
impedir o disminuir la síntesis de estas hormonas, la de-
ficiencia entonces se manifiesta en un padecimiento en-
docrinológico. Este efecto es evidente en los diferentes 
tipos de hipotiroidismo congénito y en las hiperplasias 
suprarrenales congénitas.
En muchos tumores de las diferentes glándulas de la 
economía hay hiperfunción de oncogenes o disminución 
del efecto de proteínas supresoras de tumores. Es bien 
sabido que en la endocrinología, el capítulo de tumores, 
benignos o malignos, representa no sólo un problema de 
diagnóstico y tratamiento, sino un verdadero problema 
de salud en el ámbito nacional. Se considera que cuando 
se esté en condiciones de detectar mutaciones en genes 
de proteínas supresoras de tumores o en oncogenes es-
pecíficos, los factores de riesgo ambientales que aumen-
ten la probabilidad de desarrollar algún tipo de tumor 
glandular se podrán disminuir en forma dirigida. En un 
futuro cercano, las tecnologías de la biología molecular 
permitirán detectar personas con riesgo, incluso in utero 
y aún antes de la concepción. Al ritmo en el que va el de-
sarrollo de la ingeniería genética es posible que mediante 
terapia génica se pueda curar clonando genes adecuados 
inclusive a las mismas células sexuales.
Es bien conocido también que varias de las hormo-
nas de origen humano que se emplean en la actualidad 
para el manejo de algunas enfermedades son productos 
de bacterias manipuladas genéticamente, como la insuli-
na o la hormona del crecimiento; no es descabellado pen-
sar que, en pocos años, la lista de hormonas producidas 
de esta manera será cada vez mayor.
De lo anterior es posible concluir que todo médico 
que se enfrenta al diagnóstico, manejo y prevención de 
enfermedades endocrinológicas, debería conocer los me-
canismos genéticos básicos. El conocimiento de las causas 
y la fisiopatología de estos padecimientos en los cuales se 
descubren día a día mecanismos cada vez más complejos 
tienen como fondo común una alteración en uno o varios 
genes, o al menos una falla en la función de las proteínas 
codificadas por ellos (cuadro 3-1). Además, siempre será 
estimulante que el estudiante de la carrera de medicina 
que comienza su formación y su manera de conceptuar 
la enfermedad proponga hipótesis nuevas y frescas con 
respecto a los estados patológicos del ser humano.
Para algunos científicos, los factores genéticos pue-
den influir en la génesis de los padecimientos; para otros, 
los genes son la causa más importante en la aparición de 
una enfermedad. Las mutaciones en nuestros genes no 
son como se consideraba hace varios años, un azote de la 
humanidad, ya que, en realidad, el número de mutacio-
nes que presentamos los seres humanos como especie es 
el pago que damos a las fuerzas mutagénicas y selectivas 
de la evolución por ostentar nuestro redundante linaje 
De Homo sapiens sapiens. Mutar es variar, variar es evo-
lucionar y muchas veces evolucionar es adquirir ventaja 
selectiva sobre otras especies para adaptarnos a las condi-
ciones cambiantes de nuestro planeta. Desgraciadamen-
te, en muchas ocasiones la mutación de un gen conduce a 
una catástrofe que, si se hereda, puede ser una catástrofe 
biológica, sin embargo, por primera vez en la historia de 
la humanidad, el ser humano está en condiciones de to-
mar decisiones no tan solo para su futuro social o psico-
lógico, sino que tendrá en sus manos su futuro biológico. 
Mientras mejor conozca el funcionamiento de su geno-
ma más lo encontrará digno del respeto y la admiración 
que se merece una criatura queempezó a gestarse hace 
veinte mil millones de años cuando comenzó a palpitar 
el corazón del universo con la gran explosión.
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